微型計(jì)算機(jī)技術(shù)課件

微型計(jì)算機(jī)技術(shù)引言一、微機(jī)原理課程在計(jì)算機(jī)類專業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位

微機(jī)原理課程在計(jì)算機(jī)類學(xué)生專業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位可以從硬件和軟件兩個(gè)方面說明。硬件方面：大、中、小、微型計(jì)算機(jī)都是基于馮．諾伊曼模型，要了解計(jì)算機(jī)組成的硬件原理和技術(shù)。計(jì)算機(jī)應(yīng)用于智能控制，是對傳統(tǒng)電子技術(shù)的一場革命。無論從研究和應(yīng)用的角度出發(fā),上述領(lǐng)域都有著廣闊的空間。這些領(lǐng)域都離不開計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)，從這個(gè)意義上看，微型計(jì)算機(jī)技術(shù)課程也至關(guān)重要。

軟件方面：

要從內(nèi)核層次上掌握軟件技術(shù)必須懂得微型計(jì)算機(jī)原理和匯編語言，不懂匯編語言算不上軟件技術(shù)人員。高級語言是傻瓜語言，低級語言是專家語言微機(jī)原理中涉及的有關(guān)中斷的概念、堆棧的概念、存儲結(jié)構(gòu)的概念等對軟件技術(shù)都至關(guān)重要，微機(jī)原理的相關(guān)知識能在專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中提升你的領(lǐng)悟能力。

2、強(qiáng)化應(yīng)用意識，應(yīng)用意識能激發(fā)人的學(xué)習(xí)欲望。結(jié)合已經(jīng)學(xué)習(xí)過的數(shù)字電路、模擬電路知識，軟硬件結(jié)合，綜合應(yīng)用，用計(jì)算機(jī)技術(shù)搞一些控制設(shè)計(jì)。要加強(qiáng)自信心。可使用Proteus仿真關(guān)注新技術(shù)、新器件，善于查資料。好的器件（多為IC形式提供）不僅是電路的集成，同時(shí)也是知識的集成（只要掌握芯片的外特性即可）。掌握新技術(shù)、應(yīng)用新器件才能設(shè)計(jì)出高性價(jià)比的具有競爭力的產(chǎn)品。3、不怕困難，學(xué)習(xí)要?jiǎng)?chuàng)新學(xué)習(xí)過程中遭遇的困難未必是壞事。加強(qiáng)應(yīng)用對于有進(jìn)取心的人，成功與挫折都有積極意義。微型計(jì)算機(jī)技術(shù)是計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。祝同學(xué)們在這門課程的學(xué)習(xí)中，收獲多多！微型計(jì)算機(jī)概述教學(xué)建議，本章重點(diǎn)為:CPU功能和內(nèi)部模塊微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)總線。地址總線控制總線。二、微型機(jī)的分類通常的作法是把微處理器的字長作為微型機(jī)的分類標(biāo)準(zhǔn)。

4位微處理器8位微處理器16位微處理器32位微處理器64位微處理器按規(guī)模分類：單片機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、掌上電腦等微處理器、微型計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的關(guān)系：三、微處理器、微型計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

算術(shù)邏輯單元（ＡＬＵ）累加器、寄存器組執(zhí)行部件內(nèi)部總線存儲器（ROM、RAM）I/O接口系統(tǒng)總線微處理器（MPU）外圍設(shè)備系統(tǒng)軟件微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1微處理器

微處理器的基本概念：計(jì)算機(jī)的核心是中央處理器，英文縮寫是CPU（CentralProcessingUnit）將中央處理器集成在一片大規(guī)模集成電路上制成的器件叫微處理器，英文縮寫是MPU（MicroprocessingUnit），微處理器是微型計(jì)算機(jī)的核心。MPU通常也寫成CPU。CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：·算術(shù)邏輯部件（ALU）；·累加器和通用寄存器組；·程序計(jì)數(shù)器(指令指針)、指令寄存器和指令譯碼器；·時(shí)序和控制部件。微處理器、微型計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)2微型計(jì)算機(jī)

1、微型計(jì)算機(jī)由CPU、存儲器、輸入／輸出接口電路和系統(tǒng)總線構(gòu)成。CPU如同微型計(jì)算機(jī)的神經(jīng)中樞，它的性能決定了整個(gè)微型機(jī)的各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)。存儲器包括隨機(jī)存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)。輸入／輸出接口電路是用來使外部設(shè)備和微型機(jī)相連的。總線為CPU和其他部件之間提供數(shù)據(jù)、地址和控制信息的傳輸通道。

3、微型計(jì)算機(jī)的總線結(jié)構(gòu)

①數(shù)據(jù)總線（DB）數(shù)據(jù)總線用來傳輸數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)總線是雙向的，即數(shù)據(jù)既可以從CPU送到其他部件，也可以從其他部件送到CPU。數(shù)據(jù)總線的位數(shù)(也稱為寬度)是微型機(jī)的一個(gè)很重要的指標(biāo)，它和微處理器的位數(shù)相對應(yīng)。16位計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)總線包含16條數(shù)據(jù)線。在微型機(jī)中，數(shù)據(jù)的含義是廣義的。數(shù)據(jù)總線上傳送的不一定是真正的數(shù)據(jù)，而可能是指令代碼、狀態(tài)量，有時(shí)還可能是一個(gè)控制量。

②地址總線（AB）地址總線專門用來傳送地址信息。地址總線是單向的，從CPU送出去到存儲器或接口芯片的。地址總線的位數(shù)決定了CPU可以直接尋址的內(nèi)存范圍。比如，8位微型機(jī)的地址總線一般是16位，因此，最大內(nèi)存容量為2^16＝64K字節(jié)；16位微型機(jī)的地址總線為20位，所以，最大內(nèi)存容量為2^20=1M字節(jié)。

③控制總線(CB)控制總線用來傳輸控制信號，協(xié)調(diào)各部件之間的工作；控制總線是雙向的；控制總線包括CPU送往存儲器和輸入／輸出接口電路的控制信號，如讀信號、寫信號和中斷響應(yīng)信號等；控制總線還包括其他部件送到CPU的信號，比如，時(shí)鐘信號、中斷請求信號和準(zhǔn)備就緒信號等。3微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

以微型計(jì)算機(jī)為主體，配上系統(tǒng)軟件和外設(shè)之后，就成了微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)和一系列系統(tǒng)實(shí)用程序，比如編輯程序、匯編程序、編譯程序、調(diào)試程序等。有了系統(tǒng)軟件，才能發(fā)揮微型機(jī)系統(tǒng)中的硬件功能，并為用戶使用計(jì)算機(jī)提供了方便手段。操作系統(tǒng)具有如下功能：CPU的運(yùn)行和管理文件管理存儲器管理設(shè)備管理人機(jī)界面程序員界面外設(shè)用來使計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入／輸出，最通用的外設(shè)包括鍵盤、顯示器、磁盤控制器和打印機(jī)等。

4微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用1.科學(xué)計(jì)算①電子計(jì)算機(jī)速度快、精度高，科學(xué)計(jì)算仍然是它的應(yīng)用的一個(gè)重要方面；②現(xiàn)在，不少微型機(jī)系統(tǒng)也具有較強(qiáng)的運(yùn)算功能，特別是多個(gè)微處理器模塊構(gòu)成的系統(tǒng)，其功能往往可與大型機(jī)相匹敵，而成本價(jià)格卻遠(yuǎn)比大型機(jī)低廉。

3．過程控制

過程控制是微型機(jī)應(yīng)用最多、也是最有效的方面之一。現(xiàn)在，在制造工業(yè)和日用品生產(chǎn)廠家中都可見到微型機(jī)控制的自動(dòng)化生產(chǎn)線，微型機(jī)在這些部門的應(yīng)用為生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量的迅速提高開辟了廣闊前景。

4．儀器、儀表控制

在許多儀器、儀表中，已經(jīng)用微處理器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械部件或分離的電子部件，這使產(chǎn)品降低了價(jià)格，而可靠性和功能卻得到了提高。微處理器的應(yīng)用還導(dǎo)致了一些原來沒有的新儀器的誕生。在實(shí)驗(yàn)室里，出現(xiàn)了用微處理器控制的示波器——邏輯分析儀，它使電子工程技術(shù)人員能夠用以前不可能采用的辦法同時(shí)觀察許多信號的波形和相互之間的時(shí)序關(guān)系。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，出現(xiàn)了用微處理器作為核心控制部件的CT掃描儀和超聲掃描儀，加強(qiáng)了對疾病的診斷手段

5．家用電器和民用產(chǎn)品控制

由微處理器控制的電視機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)器在現(xiàn)在已經(jīng)是很普通的民用電器了。微處理器在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用所受到的主要限制不是技術(shù)問題，而是創(chuàng)造力和技巧上的問題。

6、計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)CADCAMCAI等本章思考題0.1微處理器、微型